專(zhuān)利名稱：采用功率開(kāi)關(guān)模塊器件的大功率逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大功率逆變器，屬電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)采用大功率模塊(IGBT、MOSFET、MCT等)作為開(kāi)關(guān)器件組成的逆變器一般僅在100千瓦以下。功率再提高的困難在于(1)由于大功率模塊是可控開(kāi)關(guān)的功率器件，開(kāi)關(guān)時(shí)間一般在600ns以下，當(dāng)功率器件強(qiáng)迫關(guān)斷時(shí)，在主電路回路中由于分布電感的儲(chǔ)能而引起浪涌電壓加在模塊上，在小電流下關(guān)斷，浪涌電壓低，模塊是安全的，但當(dāng)逆變電流增加后，功率模塊在大電流下強(qiáng)迫關(guān)斷時(shí)，主電路中分布電感的儲(chǔ)能而引起的浪涌電壓可能超過(guò)模塊的最高耐壓而擊穿模塊，造成功率模塊的永久損壞。因此在理論上希望大功率逆變器采用低分布電感的主電路結(jié)構(gòu)。采用目前常規(guī)技術(shù)，主電路的布線在一個(gè)平面上，但是大功率模塊體積較大，并且由于主電路電流在幾百安到幾千安，主電路的導(dǎo)電銅排的截面積大，因而不可能做到低分布電感的布線。
(2)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上最大功率模塊的額定電流為600A，要制造大輸出功率的逆變器，必須采用多個(gè)模塊并聯(lián)，采用常規(guī)并聯(lián)方法，由于模塊的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)阻抗的不平衡，最多只能并聯(lián)4只模塊，超過(guò)后會(huì)由于通過(guò)電流不均衡而容易損壞。因此不可能將輸出功率提高到數(shù)千千瓦。
本實(shí)用新型的目的是提供一種采用功率開(kāi)關(guān)模塊的大功率逆變器本實(shí)用新型大功率逆變器的具體結(jié)構(gòu)是采用“夾層餅干式”多層立體主電路結(jié)構(gòu)，即將由2-8個(gè)功率模塊(IGBT、MOSFET、MCT等)用多層導(dǎo)電板進(jìn)行連接(具體連接法見(jiàn)圖1)做成一個(gè)功率模塊組，再將功率模塊組進(jìn)行樹(shù)枝狀并聯(lián)，即將多個(gè)功率模塊組并聯(lián)成一級(jí)模塊組，再將多個(gè)一級(jí)模塊組并聯(lián)成二級(jí)模塊，再將多個(gè)二級(jí)模塊組并聯(lián)成三級(jí)模塊組，以后依此類(lèi)推，可按輸出功率的大小決定模塊組的級(jí)數(shù)。
說(shuō)明附圖如下圖1為“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為模塊組的樹(shù)枝狀并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合

實(shí)施例如下圖1為“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中1，2為功率模塊，3，4，5為導(dǎo)電板，6，7為絕緣板，其具體接法是將逆變器的兩個(gè)功率模塊的源圾(C1、C2)和漏極(E1、E2)按主電路接線要求連接在不同的導(dǎo)電板上，其中C1接在正電源板(3)上，E1、C2連接在逆變輸出板(4)上，E2接在負(fù)電源板(5)上。三塊導(dǎo)電板彼此用絕緣板(6，7)隔離并疊緊，絕緣板的厚度在保證絕緣質(zhì)量的條件下越薄越好，以獲得較大的分布電容，有利于浪涌電壓尖峰的吸收。正負(fù)極導(dǎo)電板(3，5)(C1和E2連接的導(dǎo)電板)之間就近與電介電容器相連接。
圖2為模塊組的樹(shù)枝狀并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。其連接方法是先將多個(gè)功率模塊組并聯(lián)成一級(jí)模塊組，然后多個(gè)一級(jí)模塊組并聯(lián)成二級(jí)模塊組，再用多個(gè)二級(jí)模塊組并聯(lián)成三級(jí)模塊組，以后依次類(lèi)推，這叫做樹(shù)枝狀并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
采用本實(shí)用新型“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構(gòu)及模塊組樹(shù)枝狀并聯(lián)結(jié)構(gòu)的逆變器可以(1)減少在功率模塊關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的浪涌電壓，在數(shù)千安培電流情況下關(guān)斷時(shí)，其浪涌電壓可控制在功率模塊安全范圍之內(nèi)(對(duì)于600伏直流輸入電壓，用1200伏耐壓的功率管)。
(2)使用在650千伏安的IGBT逆變器上，采用了總共12只額定電流300A的IGBT模塊并聯(lián)，其安全工作電流可這3000A。
權(quán)利要求1.一種采用功率開(kāi)關(guān)模塊器件的大功率逆變器，其特征是采用“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構(gòu)，即將由2-8個(gè)功率模塊用多層導(dǎo)電板進(jìn)行連接做成一個(gè)功率模塊組，再將功率模塊組進(jìn)行樹(shù)枝狀并聯(lián)，即將多個(gè)功率模塊組并聯(lián)成一級(jí)模塊組，再由多個(gè)一級(jí)模塊組并聯(lián)成二級(jí)模塊組，再將多個(gè)二級(jí)模塊組并聯(lián)成三級(jí)模塊組，以后依此類(lèi)推，可按輸出功率的大小決定模塊組的級(jí)數(shù)。
專(zhuān)利摘要一種采用功率開(kāi)關(guān)模塊器件的大功率逆變器,屬電力電子技術(shù)領(lǐng)域。本逆變器是采用“夾層餅干”式立體主電路結(jié)構(gòu)及模塊組的樹(shù)枝狀并聯(lián)結(jié)構(gòu),即將由2—8個(gè)功率模塊用多層導(dǎo)電板進(jìn)行連接做成一個(gè)功率模塊組,再將功率模塊組進(jìn)行樹(shù)枝狀并聯(lián),即將多個(gè)功率模塊組并聯(lián)成一級(jí)模塊組,再將多個(gè)一級(jí)模塊組并聯(lián)成二級(jí)模塊組,再將多個(gè)二級(jí)模塊組并聯(lián)成三級(jí)模塊組,以后依此類(lèi)推可按輸出功率的大小決定模塊組的級(jí)數(shù)。采用本實(shí)用新型“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構(gòu)及模塊組的樹(shù)枝狀并聯(lián)結(jié)構(gòu)制造的大功率逆變器,可以達(dá)到數(shù)千千瓦的功率輸出。
文檔編號(hào)H02M7/44GK2293154SQ96211740
公開(kāi)日1998年9月30日 申請(qǐng)日期1996年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月24日
發(fā)明者施克仁, 郭寓岷, 孫滌清 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 冶金工業(yè)部建筑研究總院